Un tiristore può essere costruito da due transistor?


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Presumibilmente, un tiristore / SCR è solo un semiconduttore PNPN a quattro strati semplice.

Se è il caso..

Quando un circuito richiede un SCR / tiristore e non ce n'è uno disponibile, può essere sostituito da (cioè realizzato da) due BJT (o altri componenti discreti, per quella materia)?


Ecco un paio di esempi che avevo in mente; anodo = blu, cancello = verde, catodo = arancione: inserisci qui la descrizione dell'immagine inserisci qui la descrizione dell'immagine


Sì, può essere. Ma è difficile in quanto è necessario abbinarli correttamente. Puoi anche espandere un po 'il circuito per crearne uno senza dover fare tutto ciò che corrisponde.
Jon

@jonk Cool. Parlami di questa espansione.
Voci dal

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La risposta che hai ricevuto da Spehro, se hai sostituito con un diodo, riguarda ciò che stavo pensando quando l'ho scritto. Il resistore e il diodo sarebbero "l'espansione". Se puoi progettare / selezionare i BJT, puoi farlo anche con un PNP e un NPN e zero componenti aggiunti, motivo per cui ho detto anche l'altra cosa che ho detto. R3
Jon

Risposte:


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Esistono due tipi semplici di tiristori costituiti da due BJT. Uno è l'SCR e l'altro è un PUJT. (Il PUJT utilizzerà la base di anziché la base di Q 1 come gate - vedere i circuiti di seguito.) Ma i problemi principali che ho riscontrato nel fare uno di questi lavori con parti discrete è che è necessario seleziona BJT per farlo funzionare. Altrimenti, non ne deriva nulla di buono ed è molto, molto frustrante. Quindi lo schema del lato sinistro mostrato di seguito è per lo più poco pratico . Quindi non preoccuparti nemmeno.Q2Q1

schematico

simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab

R1Q1 R2Q2 R1R1Q1Q2R2Q2 Q2Q1

Q2β=1Q2Q1VCEoltre a una giunzione a diodi emettitori di base comandati a corrente molto elevata la cui caduta di tensione dipende quasi interamente dalla quantità di corrente che si desidera guidare attraverso il dispositivo. E poiché questo può essere piuttosto elevato, puoi facilmente concludere con cadute di tensione superiori a un volt e forse anche a 1,5 volt.


Una risposta a ciò è quella di trovare un modo per ridurre le correnti di base necessarie in modo che la caduta di tensione attraverso le giunzioni BE possa essere ridotta in modo simile.

Q1

Questo diodo è essenzialmente solo un BJT collegato a diodo - con una differenza importante. La corrente di saturazione per i diodi tipici è molto più elevata di quanto non lo sia per i BJT di piccoli segnali. (E possono anche trasportare una discreta corrente.) Ciò significa che conducono un po ' più di corrente attraverso di loro per la stessa tensione che li attraversa. In effetti, questo crea un mirror corrente con un guadagno attuale molto inferioredi 1. Quanto meno, esattamente, non importa davvero perché QUALSIASI miglioramento qui aiuta a ridurre la caduta di tensione nell'intero circuito. Quindi è tutto per il bene. Diodi diversi con alcune correnti di saturazione diverse producono risultati diversi. Ma praticamente qualsiasi diodo su cui si può mettere in mano avrà correnti di saturazione più elevate rispetto alla maggior parte dei BJT che si potrebbero applicare. Quindi "funziona", di solito.

Q1Q2Q2Q1Q2

Q2Q1Q1VBER1

β

βQ1βQ1


50mA

inserisci qui la descrizione dell'immagine

La linea rossa mostra la dissipazione di potenza di un circuito simile alla versione solo resistore (circuito centrale sopra) e la linea verde mostra la dissipazione di potenza della versione diodo (circuito destro sopra.) (In caso contrario sono quasi identici.) attenzione, queste sono parti schematiche simulate. Quindi i risultati effettivi saranno diversi. Ma l'idea di base rimane. Puoi vedere che la linea verde è più bassa (meno potenza) della linea rossa e in questo caso è circa 1/3 più bassa nella dissipazione di potenza.

200Ω10V

Quindi c'è una caduta di tensione del circuito più bassa nel circuito basato su diodo (che è migliore) e anche una dissipazione di potenza inferiore (che è anche migliore.)


Bella risposta approfondita. +1
Spehro Pefhany,

Stai affermando che un transistor, che può essere un normale BJT, è costretto a funzionare come PUJT o che dovresti utilizzare un PUJT?
Rackandboneman,

@rackandboneman Non sono nemmeno sicuro di dove si pone questa domanda. L'OP ha chiesto: "È possibile costruire un tiristore da due transistor?" Ho risposto che sia un SCR che un PUJT possono essere costruiti da due transistor, ma che il "gate" proviene da un posto diverso tra i due. È tutto. Da dove hai avuto l'idea che stavo affrontando qualcosa relativo a "un transistor" nella tua domanda ???
Jon

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Sì, è facile In genere si desidera aggiungere resistori di emettitore di base a uno o entrambi i transistor per controllare il trigger e la corrente di mantenimento.

Ecco un SCR simulato che si innesca a una corrente di gate di circa 400uA.

schematico

simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab

Questa costruzione offre due "porte": quella superiore può essere utilizzata per creare il complemento di un normale SCR come 2N506x, che, se addirittura esiste, non è comune.

Si noti tuttavia che non è possibile creare un triac (anche un tiristore) in questo modo.

Si noti inoltre che tutta la corrente scorre attraverso le giunzioni BE, quindi osservare i valori nominali ed entrambi i transistor devono essere classificati per la tensione di blocco desiderata.


1
R3Q2Q1

Grazie per le informazioni. Ma che succede con l'oscillatore a dente di sega nel tuo schema? Spero non sia una domanda stupida.
Voci dal

Ho fatto scorrere il dente di sega nella simulazione per aumentare la corrente del gate fino a quando non si è attivato lo "SCR", quindi ho dovuto eseguire il sim solo una volta e guardare il grafico in cui si è attivato l'oggetto. Ha inoltre verificato che l'azione SCR funzionava da quando lo "SCR" è rimasto attivo dopo che la corrente di gate è stata rimossa, almeno con una resistenza di gate sufficiente aggiunta per impedire l'azione GTO.
Spehro Pefhany,

@jonk Idea interessante. Dovresti avere un diodo di grandi dimensioni abbinato a un piccolo transistor per ottenere la corrente da condividere in modo appropriato, o forse usare due transistor PNP abbinati e dare un assaggio di resistenza nell'emettitore di uno alla Bob Widlar. Non sono sicuro di cosa esattamente si otterrebbe, forse più capacità attuale se lo facessi ad entrambi. Vuoi trasformarlo in una risposta?
Spehro Pefhany,

@SpehroPefhany Suppongo di poterlo fare. L'idea è nata quando stavo faticando a capire come funzionava un PUJT 2N6028 e ho cercato di "crearne uno" dai BJT. Quegli esperimenti francamente "hanno funzionato terribilmente". Ma poi sono crollato all'idea che un mirror attuale costruito con un 1N4148 potesse fare miracoli. Sono preoccupato che una buona risposta richiederebbe del tempo per spiegare, però.
Jon
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